×
10.04.2015
216.013.383d

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, алюминия и хрома при их соотношении, мас.%: титан 70,5-79,5, алюминий 14,0-20,0, хром 6,5-9,5. Затем наносят верхний слой из нитрида титана. Нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами. Первый катод выполняют из сплава титана и алюминия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и хрома и располагают между ними. Нижний слой наносят с использованием первого и третьего катодов, а верхний слой - с использованием второго катода. Повышается работоспособность режущего инструмента. 1 табл.
Основные результаты: Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента, включающий вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия, отличающийся тем, что наносят нижний слой из нитрида соединения титана, алюминия и хрома при их соотношении, мас. %: титан 70,5-79,5, алюминий 14,0-20,0, хром 6,5-9,5 и верхний слой из нитрида титана, а нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют из сплава титана и алюминия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и хрома и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием первого и третьего катодов, а верхний слой - с использованием второго катода.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке.

Известен способ повышения стойкости режущего инструмента (РИ), при котором на его поверхность вакуумно-плазменным методом наносят износостойкое покрытие (ИП) из нитрида титана (TiN) (см. Табаков В.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. Ульяновск: УлГТУ, 1998, 123 с.). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе покрытия имеют относительно низкую твердость. В результате этого покрытие в большей мере подвергается износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость РИ с покрытием.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ нанесения многослойного покрытия, состоящего из нижнего слоя нитрида титана и алюминия TiAlN и верхнего слоя нитрида титана TiN, раскрытый в описании к свидетельству на полезную модель RU 27099 U1, принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном способе многослойное покрытие обладает недостаточными твердостью и остаточными сжимающими напряжениями, а следовательно, трещиностойкостью. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании.

Повышение в последнее время стоимости металлорежущего инструмента и ужесточение требований к точности обрабатываемых деталей сделало еще более актуальной проблему повышения стойкости РИ. Одним из путей повышения стойкости и, как следствие, работоспособности РИ с покрытием является нанесение покрытий многослойного типа со слоями с различными физико-механическими свойствами. В двухслойном покрытии нижний слой должен обладать хорошей адгезией к инструментальной основе, высокими сжимающими напряжениями, что должно препятствовать образованию и развитию трещин в покрытии. Кроме того, создание микрослоистости приводит к увеличению его твердости и трещиностойкости и, как следствие, работоспособности РИ с покрытием.

Технический результат - повышение работоспособности РИ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что наносят нижний слой из нитрида соединения титана, алюминия и хрома при их соотношении, мас.%: титан 70,5-79,5, алюминий 14,0-20,0, хром 6,5-9,5 и верхний слой из нитрида титана, а нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют из сплава титана и алюминия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и хрома и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием первого и третьего катодов, а верхний слой - с использованием второго катода.

Такая структура покрытия позволяет получить более высокую твердость нижнего слоя покрытия. При этом нижний слой обладает высокими трещиностойкостью и уровнем сжимающих напряжений из-за дополнительного легирования материала слоя и наличию в их структуре микрослоистости, получаемой при нанесении покрытий по предлагаемой схеме расположения катодов.

Сущность изобретения заключается в следующем. В покрытии при резании происходят процессы трещинообразования, приводящие к его разрушению. В этих условиях покрытие должно иметь слоистую структуру для торможения трещин. Слои покрытия должны обладать высокой твердостью для повышения износо- и трещиностойкости. При этом слои многослойного покрытия должны иметь высокую прочность связи между собой, что обеспечивается их высоким сродством друг с другом из-за наличия общих элементов.

Пластины с покрытиями, полученные с отклонениями от указанной технологии получения, показали более низкие результаты.

Для экспериментальной проверки заявленного способа было нанесено покрытие-прототип, а также двухслойное покрытие по предлагаемому способу.

Нанесение предлагаемого покрытия осуществляется следующим образом. Твердосплавные пластины МК8 (размером 4,7×12×12 мм) промывают в ультразвуковой ванне, протирают ацетоном, спиртом и устанавливают на поворотном устройстве в вакуумной камере установки "Булат-6", снабженной тремя катодами, расположенными горизонтально в одной плоскости. При нанесении покрытия используют первый катод, изготовленный из сплава титана и алюминия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и хрома и располагают между ними. Камеру откачивают до давления 6,65-10-3 Па, включают поворотное устройство, подают на него отрицательное напряжение 1,1 кВ, включают второй катод и при токе дуги 100 А производят ионную очистку и нагрев пластин до температуры 560-580°С. Ток фокусирующей катушки 0,4 А. Затем при отрицательном напряжении 160 В, токе катушек 0,3 А и подаче реакционного газа - азота включают первый и третий катоды и осаждают нижний слой покрытия TiAICrN толщиной 3,0 мкм. Верхний слой покрытия TiN толщиной 3,0 мкм наносят при отрицательном напряжении 160 В, токе катушек 0,3 А и включенном втором катоде и подаче реакционного газа - азота. Затем отключают испарители, подачу реакционного газа, напряжение и вращение приспособления. Через 15-20 мин камеру открывают и извлекают инструмент с покрытием.

Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере "ПМТ-3" под нагрузкой 100 г.

Остаточные напряжения в покрытии определяли на рентгеновском дифрактометре "ДРОН-3М" с использованием фильтрованного Сuкα-излучения.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при симметричном торцовом фрезеровании заготовок из стали 5ХНМ на станке 6Р12. Испытывали твердосплавные пластины марки МК8, обработанные по известному и предлагаемому способам. Режимы резания были следующими: скорость резания V=247 м/мин, подача S =0,4 мм/зуб, глубина резания t=1,5 мм, ширина фрезерования В=20 мм. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности h3=0,4 мм.

В таблице 1 приведены результаты испытаний РИ с полученными покрытиями.

Как видно из приведенных в таблице 1 данных, стойкость пластин, с покрытиями, нанесенными по предлагаемому способу, выше стойкости пластин с покрытием, нанесенным по способу-прототипу в 1,18-1,37 раза.

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента, включающий вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия, отличающийся тем, что наносят нижний слой из нитрида соединения титана, алюминия и хрома при их соотношении, мас. %: титан 70,5-79,5, алюминий 14,0-20,0, хром 6,5-9,5 и верхний слой из нитрида титана, а нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют из сплава титана и алюминия, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и хрома и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием первого и третьего катодов, а верхний слой - с использованием второго катода.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 331.
27.01.2013
№216.012.1ec2

Устройство для очистки жидкости от магнитных частиц

Изобретение относится к очистке технологических жидкостей на предприятиях металлургии и металлообрабатывающей промышленности, а также для очистки природных вод и касается устройства для очистки жидкости от магнитных частиц. Содержит емкость с патрубком, вертикальную перегородку между рабочей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473375
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.08.2013
№216.012.6095

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, кремния и молибдена при их соотношении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490357
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6096

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, циркония и ниобия при их соотношении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490358
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6097

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, молибдена и хрома при их соотношении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490359
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6098

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Способ включает вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, хрома и циркония при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490360
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6099

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Способ включает вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, циркония и хрома при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490361
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.609a

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом износостойких многослойных покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, хрома и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 84,0-90,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490362
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.609b

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом износостойких многослойных покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, ниобия и молибдена при их соотношении, мас.%: титан 86,5-92,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490363
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.609c

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом износостойких многослойных покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, алюминия и молибдена при их соотношении, мас.%: титан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490364
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.609d

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения вакуумно-плазменным методом многослойных износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, кремния и циркония при их соотношении, мас.%: титан 83,0-87,4,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490365
Дата охранного документа: 20.08.2013
Показаны записи 1-10 из 498.
10.01.2013
№216.012.1a74

Воздушная линия электропередачи

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к вопросу удаления гололедных отложений с проводов. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, повышении его эффективности и автоматизации процесса, расширении областей и условий применения. Линия снабжена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472264
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a75

Распорка для проводов воздушных линий электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов и ограничения колебаний в опасных режимах. Технический результат заключается в повышении эффективности сброса гололедных отложений с проводов и рассеяния энергии их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472265
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a86

Реверсивный электропривод постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике, к электроприводу с двигателем постоянного тока и может быть использовано для плавного пуска, реверса, динамического торможения. Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на ключах и коммутационных перенапряжений,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472282
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a87

Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике, к электроприводу с двигателем постоянного тока и может быть использовано для плавного пуска, реверса. Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на ключах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472283
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.1ec2

Устройство для очистки жидкости от магнитных частиц

Изобретение относится к очистке технологических жидкостей на предприятиях металлургии и металлообрабатывающей промышленности, а также для очистки природных вод и касается устройства для очистки жидкости от магнитных частиц. Содержит емкость с патрубком, вертикальную перегородку между рабочей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473375
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2043

Карниз крыши здания

Изобретение относится к области строительства, а именно к карнизу крыши здания. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши за счет исключения образования и падения сосулек крупных размеров с карниза крыши. Карниз крыши с консольным свесом, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473760
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.231a

Способ обработки резанием

Способ предназначен для обработки резанием поверхности заготовки, используемой далее на операциях технологического процесса в качестве технологической базы, и включает обработку участков, которые на последующих операциях предназначены для непосредственного контактирования с установочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474488
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.242f

Способ работы открытой системы теплоснабжения

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в открытых системах теплоснабжения. Способ работы открытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающему трубопроводу теплосети через тепловой пункт направляют в трубопроводы систем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474765
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2766

Консольный свес кровли

Изобретение относится к области строительства, а именно к консольному свесу кровли здания. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Консольный свес кровли с автоматическим удалением слоя снега, льда и сосулек на свесе снабжен механически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475606
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2768

Консольный свес кровли

Изобретение относится к области строительства, а именно к консольному свесу кровли жилых и производственных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности кровли. Консольный свес кровли, включает прикрепленный к нему шарнирно сбивающий орган,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475608
Дата охранного документа: 20.02.2013
+ добавить свой РИД